如何在熱電阻和熱電偶之間進(jìn)行選擇

熱電阻（RTD）和熱電偶（TC）都是溫度傳感器，可以應(yīng)用于廣泛領(lǐng)域。然而它們的設(shè)計(jì)和多功能性卻完全不同。這常常會(huì)引發(fā)這樣一個(gè)問(wèn)題：

如何在熱電阻和熱電偶之間進(jìn)行選擇？

每種技術(shù)都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，這使得它們適合或不適合某些工藝和應(yīng)用。本文基于技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)深入研究每種類(lèi)型的傳感器，重點(diǎn)介紹了熱電阻和熱電偶之間的6個(gè)最重要的差異。在決定哪種類(lèi)型的傳感器適合您的應(yīng)用之前，所必須考慮的各種因素將會(huì)得到解釋并總結(jié)。

熱電阻傳感器

測(cè)量原理：金屬的電阻值隨著熱量的增加（減少）而上升（下降），金屬變得更熱（冷）

因此，熱電阻是一種溫度傳感器，它利用金屬電阻的變化來(lái)測(cè)量局部溫度的變化。熱電阻傳感器元件是由在不同溫度下具有不同電阻值的純金屬制成。換句話(huà)說(shuō)，隨著溫度的變化，材料的電阻有一個(gè)可預(yù)測(cè)的阻值變化。正是這種變化被用來(lái)確定實(shí)際溫度。熱電阻通常被認(rèn)為是現(xiàn)有最精確的溫度傳感器之一，并且它們還具有出色的短期和長(zhǎng)期穩(wěn)定性以及可重復(fù)性。

亮點(diǎn)

? 精確度高

? 靈敏度高

? 穩(wěn)定性好和可重復(fù)性

（低漂移）

限制條件

? 溫度范圍窄

? 成本高

熱電偶傳感器

熱電偶（TC）由兩種不同的金屬材料一端焊接在一起組成。當(dāng)兩種金屬的連接處被冷卻或加熱時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓差，這個(gè)電壓差可以直接與溫度相關(guān)聯(lián)，但只有在考慮了必要的冷端補(bǔ)償?shù)那闆r下。

熱電偶采用不同的金屬組合或校準(zhǔn)范圍制造。最常見(jiàn)的類(lèi)型是J、K、T和E，而高溫?zé)犭娕及≧、S和C。每種類(lèi)型都具有不同的溫度范圍和環(huán)境性能。由于熱電偶測(cè)量的溫度范圍很廣，而且相對(duì)穩(wěn)定，它們可用于工業(yè)和工藝應(yīng)用，其中高精度可能是一個(gè)不那么重要的因素。

注：熱電偶連接處直接用作測(cè)量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端（也稱(chēng)為測(cè)量端），另一端叫做冷端（也稱(chēng)為補(bǔ)償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會(huì)指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)。

亮點(diǎn)

? 測(cè)量范圍廣

? 成本低

限制條件

? 精確度低

? 敏感度低

? 隨時(shí)間的變化相對(duì)較高的漂移量

熱電偶和熱電偶的6個(gè)關(guān)鍵區(qū)別

由于熱電阻和熱電偶的設(shè)計(jì)不同，各自具有不同的特性，那么，只有通過(guò)其他的特性來(lái)比較兩者的性能才可能檢驗(yàn)出哪種才是特定需求的優(yōu)越選擇，如它們的測(cè)量范圍、精確度、靈敏度、漂移和成本。

測(cè)量范圍

Measuring Range

熱電偶的主要優(yōu)勢(shì)是其測(cè)量范圍。大多數(shù)熱電阻傳感器溫度限制在400-500°C之間，在某些情況下更高，而某些熱電偶可用于測(cè)量1400-1800°C范圍的溫度，這使得它們適用于更廣泛的應(yīng)用。

精確度

Accuracy

熱電阻可提供最高的精度，當(dāng)溫度測(cè)量精度要求在±0.05至± 0.1°C左右時(shí)，熱電阻可能是首選的解決方案。相比之下，熱電偶的精度較低，約為±0.2至±0.5 °C。

靈敏度

Sensitivity

盡管熱電偶傳感器系統(tǒng)由于其接觸點(diǎn)的溫度變化，通常具有更快的響應(yīng)時(shí)間，但它通常也需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)達(dá)到熱平衡。這主要是由于冷端補(bǔ)償?shù)拇嬖?，它?duì)溫度變化的響應(yīng)不像位于傳感器頂端的熱結(jié)點(diǎn)那樣迅速。相比之下，熱電阻傳感器的設(shè)計(jì)更耐用，對(duì)溫度變化的反應(yīng)更快（裸露的尖端）。

漂移

Drift

由于熱電阻傳感器的設(shè)計(jì)，其漂移很小，這使它們能夠產(chǎn)生比熱電偶更長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定讀數(shù)。與熱電阻傳感器不同，熱電偶具有相對(duì)較高的漂移時(shí)間，這通常是由于熱和化學(xué)暴露或機(jī)械損傷導(dǎo)致的導(dǎo)線(xiàn)不均勻性，。因此，經(jīng)常對(duì)熱電偶進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)整是十分必要的。

單點(diǎn)測(cè)量

Single Point Measurements

由于熱電偶的設(shè)計(jì)，可以將測(cè)量點(diǎn)縮小到兩種金屬焊接在一起的精確位置。當(dāng)操作熱電偶時(shí)，可以使用“裸露尖端”非常準(zhǔn)確地確定這個(gè)點(diǎn)。然而，對(duì)于熱電阻傳感器來(lái)說(shuō)，測(cè)量值是通過(guò)取沿PT（鉑）元件本身整個(gè)表面的平均值來(lái)計(jì)算的。這主要是像PT100這樣的大元件的缺點(diǎn)，而像PT1000這樣的小元件很少有這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)橐恍╊I(lǐng)先的供應(yīng)商可以提供小至1x1.5mm的PT1000元件。

成本

Cost

當(dāng)涉及到成本時(shí)，熱電偶通常比熱電阻傳感器便宜，因?yàn)榇蠖鄶?shù)熱電偶的成本在熱電阻的一半到三分之一之間。然而，如前所述，熱電偶需要定期調(diào)整和校準(zhǔn)，除了更長(zhǎng)的安裝和設(shè)置時(shí)間外，還增加了產(chǎn)品的長(zhǎng)期成本。

結(jié)論

熱電阻傳感器更準(zhǔn)確、更穩(wěn)定、更具有可重復(fù)性。它們的漂移量也要少得多。熱電阻還提供了更強(qiáng)大的輸出信號(hào)，從而提高了靈敏度和線(xiàn)性度。然而，它們的測(cè)溫范圍更窄，最高測(cè)量溫度較低，而且通常更昂貴。

熱電偶更便宜，更耐用，可以測(cè)量更廣泛的溫度范圍。然而，它們的精度較低且漂移時(shí)間較長(zhǎng)，因此必須經(jīng)常進(jìn)行校準(zhǔn)，增加了總體成本。

結(jié)論是，熱電阻和熱電偶都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。在選擇兩種溫度傳感器時(shí)，應(yīng)考慮到所有6個(gè)關(guān)鍵差異，并考慮測(cè)量過(guò)程的重要因素。最后，尺寸也是一個(gè)需要考慮的重要因素，因?yàn)榕c熱電偶相比，熱電阻傳感器相對(duì)較大。

該結(jié)論完全基于傳感器類(lèi)型的優(yōu)缺點(diǎn)，而沒(méi)有考慮測(cè)量設(shè)備的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。

虹科能夠?yàn)槟峁┦裁矗?/p>

虹科提供了完整的驗(yàn)證解決方案，其中傳感器本身只是整個(gè)測(cè)量設(shè)備中的一小部分。這意味著在做出最終選擇之前，還有一些額外的考慮。幾項(xiàng)研究表明，從投資的角度來(lái)看，購(gòu)買(mǎi)有線(xiàn)驗(yàn)證系統(tǒng)最初可能會(huì)更便宜，但當(dāng)涉及到操作這兩個(gè)不同的系統(tǒng)（HK-TrackSense和HK-E-Val Pro）時(shí)，有一個(gè)重要因素非常突出——通過(guò)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)記錄器來(lái)安裝和操作熱電阻通常要快得多，這使得最初的購(gòu)買(mǎi)價(jià)格與總運(yùn)行成本相比時(shí)，顯得沒(méi)那么重要了。

換句話(huà)說(shuō)，時(shí)間就是金錢(qián)，使用無(wú)線(xiàn)驗(yàn)證系統(tǒng)工作通常會(huì)為操作人員節(jié)省大量的時(shí)間。虹科還具有非常獨(dú)特的混合解決方案，將熱電偶傳感器連接到我們的HK-TrackSense Pro無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)記錄器上。該解決方案為凍干和UHT/HTST巴氏殺菌等應(yīng)用提供了廣泛的選擇。

關(guān)于虹科和丹麥Ellab（意萊伯）

自1949年以來(lái)，虹科Ellab一直是您的驗(yàn)證合作伙伴，提供醫(yī)藥和生物技術(shù)行業(yè)領(lǐng)先的精度和質(zhì)量的熱驗(yàn)證解決方案，包括有線(xiàn)溫度系統(tǒng)E-Val Pro和無(wú)線(xiàn)溫度驗(yàn)證系統(tǒng)TrackSense Pro，硬件和軟件均在丹麥的總部設(shè)計(jì)和制造。虹科Ellab提供驗(yàn)證設(shè)備和IQ/OQ服務(wù)，以及租賃服務(wù)和校準(zhǔn)服務(wù)，我們以專(zhuān)業(yè)的客戶(hù)支持計(jì)劃，包括技術(shù)支持，現(xiàn)場(chǎng)和工廠校準(zhǔn)，服務(wù)能力等贏得客戶(hù)的信賴(lài)。ELLAB服務(wù)于大型、中型、小型的制藥、醫(yī)療和食品行業(yè)的企業(yè)，并涵蓋幾乎所有的過(guò)程中驗(yàn)證解決方案，包括在滅菌，冷凍干燥，隧道式烘箱，巴氏殺菌，倉(cāng)庫(kù)溫度分布驗(yàn)證，巴氏滅菌等多種應(yīng)用。虹科Ellab的TrackSense無(wú)線(xiàn)溫度驗(yàn)證系統(tǒng)以其高質(zhì)量的穩(wěn)定性和堅(jiān)固性而聞名。

原文標(biāo)題：虹科分享 | 6個(gè)關(guān)鍵差異告訴您如何在熱電阻和熱電偶之間做出選擇

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